EGCG上调老年相关SERCA2a低表达的表观遗传机理研究

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目的:心脏舒张功能障碍是老年人群中常见的心血管疾病,而SERCA2a在老年心脏中表达降低,与其密切相关。课题组前期研究发现,ATP2a2基因的表达受到组蛋白乙酰化修饰的调控,而EGCG(表没食子儿茶素没食子酸酯)能显著影响组蛋白乙酰化水平,调控基因的转录和表达。因此,本研究采用EGCG作为干预方式,探讨EGCG对老年小鼠心脏SERCA2a的表达及其对心脏组织形态学的影响,并探索其内在机理。方法:16月龄雄性老年小鼠随机分为EGCG+老年组、DMSO+老年组及未处理的老年组,3月龄雄性成年小鼠为青年组;EGCG+老年组小鼠腹腔注射EGCG(50mg/kg/d),DMSO+老年组小鼠腹腔注射与溶解EGCG等剂量的DMSO,干预8周,收集心脏组织。并做如下检测:1、RT-PCR技术检测各组小鼠心脏ATP2a2、HDAC1等基因m RNA的表达水平;2、Western blot技术检测各组小鼠心脏SERCA2a蛋白的表达水平;3、Ch IP-Q-PCR技术检测ATP2a2启动子区域的组蛋白H3及H3K9、H3K4、H3K27乙酰化水平,组蛋白去乙酰化酶HDAC1的结合水平,以及核心转录因子GATA4、Mef2c与ATP2a2启动子区域的结合水平;4、取EGCG+老年组及老年组小鼠心脏组织,利用透射电镜观察心脏的超微结构,并采用Masson染色观察心肌的纤维化程度,TUNEL法检测心肌细胞的凋亡水平。结果:1、SERCA2a在转录和蛋白水平,EGCG+老年组及青年组显著高于DMSO+老年组及老年组(p<0.05);2、与DMSO+老年组及老年组比较,EGCG+老年组HDAC1m RNA表达水平及其与ATP2a2基因启动子区的结合量显著降低(p<0.05);3、EGCG+老年组ATP2a2基因启动子区域的组蛋白H3及H3K9乙酰化水平显著高于DMSO+老年组及老年组(p<0.05);而H3K4乙酰化水平在各组间无显著性差异(p>0.05);青年组启动子区H3K27的乙酰化水平高于其余三组(p<0.05),而这三组之间差异无统计学意义(p>0.05);4、GATA4、Mef2c与ATP2a2基因启动子区域的结合量在EGCG+老年组及青年组高于DMSO+老年组及老年组(p<0.05);5、老年组小鼠心肌组织出现肌丝溶解破坏,心肌细胞间胶原纤维增多,心肌细胞凋亡数量增加,而EGCG+老年组小鼠心肌组织肌丝溶解破坏、胶原纤维以及心肌细胞凋亡数量减少。结论:1、EGCG可能通过抑制心脏组蛋白去乙酰化酶HDAC1的表达,降低其与ATP2a2基因启动子区域的结合水平,升高老年小鼠心脏ATP2a2基因组蛋白H3K9的乙酰化水平,促进转录因子GATA4、MEF2c的结合,上调老年相关SECA2a的低表达;2、老年小鼠心肌的超微结构出现破坏,心肌纤维化及心肌细胞凋亡增加,EGCG可能在一定程度上可以改善这一系列衰老变化。
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